В 1930-х годах швейцарский астроном по имени Фриц Цвики заметил, что галактики в отдаленном скоплении вращались друг над другом намного быстрее, чем им следовало бы . Он предположил, что невидимое вещество, которое он назвал темной материей, возможно, тянет гравитационно все галактики.
С тех пор исследователи подтвердили, что этот таинственный материал можно найти во всем космосе, и что он в шесть раз богаче обычного вещества, составляющего обычные вещи, такие как звезды и люди.
Вот 11 самых больших вопросов о темной материи, на которые нет ответа.
Что такое темная материя?
Во-первых, и, возможно, самое недоумение вызывает тот факт, что исследователи по-прежнему не уверены в том, что такое именно темная материя. Изначально некоторые ученые предполагали, что недостающая масса во Вселенной состоит из маленьких тусклых звезд и черных дыр, хотя подробных наблюдений оказалось недостаточно, чтобы объяснить влияние темной материи, как ранее писал для Live Science физик Дон Линкольн из лаборатории Министерства энергетики США Фермилаб. В настоящее время ведущим претендентом на мантию темной материи является гипотетическая частица под названием Слабо взаимодействующая массовая частица, или WIMP, которая, как писал Линкольн, будет вести себя, как нейтрон, но будет в 10 - 100 раз тяжелее протона.
Однако эта гипотеза привела лишь к тому, что возникло больше вопросов..
Мы можем обнаружить темную материю?
Если темная материя сделана из WIMPs, то она должна быть вокруг нас, невидимой и едва заметной. Так почему мы их её еще не нашли? Хотя они не будут взаимодействовать с обычным веществом, всегда есть небольшой шанс, что темная частица может попасть в нормальную частицу, как протон или электрон, когда она перемещается через пространство. Так, исследователи проводили эксперименты за экспериментом для изучения огромного количества обычных частиц глубоко под землей, где они защищены от мешающего излучения, которое может имитировать столкновение темной материи и частиц. ...После десятилетий поисков ни один из этих детекторов не сделал достоверного открытия. ...
Ранее в этом году китайский эксперимент PandaX показал последнее отсутствие обнаружения WIMP. Похоже, что частицы темной материи намного меньше, чем WIMPs, или им не хватает свойств, которые облегчили бы их изучение, сказал тогда в Live Science физик Хай-Бо Юй из Калифорнийского университета, Риверсайд.
Тёмная материя состоит более чем из одной частицы?
Обычная материя состоит из повседневных частиц, таких как протоны и электроны, а также из целого зоопарка более экзотических частиц, таких как нейтрино, мюоны и пионы. Поэтому некоторые исследователи задаются вопросом, может ли темная материя, составляющая 85% вещества во Вселенной, быть такой же сложной. "Нет никаких оснований предполагать, что вся темная материя во Вселенной состоит из одного типа частиц", - сказал физик Гарвардского университета Андрей Кац . Темные протоны могут сочетаться с темными электронами, образуя темные атомы, создавая такие разнообразные и интересные конфигурации, какие есть в видимом мире, сказал Кац.
Хотя такие предложения все чаще встречаются в лабораториях физики, ученые до сих пор не смогли найти способ их подтвердить или опровергнуть.
Существуют ли темные силы?
Наряду с дополнительными частицами темной материи, существует вероятность того, что темная материя испытывает силы, аналогичные тем, которые испытывает обычная материя. Некоторые исследователи искали "темные фотоны", которые были бы похожи на фотоны, обмениваемые между нормальными частицами, которые приводят к возникновению электромагнитной силы, за исключением того, что они будут ощущаться только частицами темной материи.
Физики в Италии готовятся разбить луч электронов и их античастицы, известные как позитроны, в алмаз.Если темные фотоны действительно существуют, пары электрон-позитрон могут уничтожить и произвести одну из странных несущих силу частиц, потенциально открывая совершенно новый сектор Вселенной.
